KONSEP DASAR SELULER. (DTG3G3) PRODI D3 TT Yuyun Siti Rohmah,ST.,MT

(1)

KONSEP DASAR SELULER

TEKNIK TRANSMISI SELULER TEKNIK TRANSMISI SELULER (DTG3G3)

PRODI D3 TT Yuyun Siti Rohmah,ST.,MT

(2)

A. Pendahuluan

Yang mendasari perkembangan Yang mendasari perkembangan

9 Keterbatasan spektrum frekuensi

9 Efisiensi penggunaan spektrum frekuensip gg p

• Low power transmitter

• Small coverage area

• High power transmitter

• Large coverage area

• Frequency reuse

• Handoff

• Central control

• Cell splitting to increase call capacity

9/18/2013 2

(3)

R i k l

A. Pendahuluan

Representasi cakupan sel

9 Sel menunjukkan cakupan sinyal

9 l b b k h k l ( b k l i )

9 Sel berbentuk heksagonal ( atau bentuk yang lain )

hanya digunakan untuk mempermudah penggambaran pada layout perencanaan

SEL IDEAL SEL REAL SEL MODEL

9/18/2013 3

(4)

Representasi coverage sistem selular

A. Pendahuluan

Representasi coverage sistem selular

Bentuk geometris yang meliputi

keseluruhan daerah service tanpa overlap dengan luas daerah yang sama

Realitas ?

dengan luas daerah yang sama

Jauh berbeda ! Grid sel teoritik digunakan untuk mempermudah penggambaran / perencanaan

9/18/2013 4

(5)

Macam-Macam Konfigurasi Sel ...

A. Pendahuluan

Macam Macam Konfigurasi Sel ...

1) Omnidirectional

Rx Rx

• Pada kondisi awal biasanya digunakan

pola omnidirectional

Tx

Rx pola omnidirectional ( tergantung demand ).

• Kegunaan dari pola Sectoring

a Me a bah

2) Sectoring 120^o a. Menambah

kapasitas b. Mengurangi

interferensi

3) Sectoring 60^o

9/18/2013 5

(6)

Macam Macam Konfigurasi Sel

A. Pendahuluan

Macam-Macam Konfigurasi Sel

4 sector ( quad sector )

9/18/2013 6

(7)

Geometri Sel

9/18/2013 7

(8)

Parameter Dasar Pada Siskomber Selular

A. Pendahuluan

Parameter Dasar Pada Siskomber Selular

1 F R

Konsep fundamental dalam teknologi komunikasi bergerak seluler:

1. Frequency Reuse 2. Konsep Hand Off

• Konsep frequency reuse memungkinkan penggunaan frekuensi yang sama pada sel yang berbeda (pada cluster yg berbeda),

diluar jangkauan interferensinya Parameter yang menjadi ukuran diluar jangkauan interferensinya. Parameter yang menjadi ukuran adalah perbandingan daya sinyal / carrier terhadap total daya

interferensinya

• Sedangkan handoff memungkinkan seorang pengguna pindahSedangkan handoff memungkinkan seorang pengguna pindah dari suatu sel ke sel yang lain tanpa adanya pemutusan hubungan.

Terjadi pemindahan frekuensi / kanal secara otomatis yang dilakukan oleh sistem

9/18/2013

dilakukan oleh sistem8

(9)

Arsitektur Umum:

A. Pendahuluan

Arsitektur Umum:

RBS / BTS MS

Voice link Data link

SEL # 1 PSTN

MS

Base Station C t ll

RBS / BTS

BSC SEL # 2

MS

Mobile Station

Controller

MSC/ MTSO HLR

Gateway

Radio Base Station (AMPS) or Base

T i S t (GSM)

Mobile Station

Operation and Maintenance Centre

OMC VLR

Transceiver System (GSM)

Home Location Register

Mobile Switching Centre (GSM) or Mobile Telephone Switching Office (AMPS)

Centre

9/18/2013

9 Visitor Location Register

Switching Office (AMPS)

(10)

MS

M bil S i / M bil U i

A. Pendahuluan

= Mobile Station / Mobile Unit

= Perangkat yang terdiri dari :

• Subscriber Transceiver

• Control Unit

• Antena MTSO / MSC

= Mobile Telephone Switching Office / Mobile Switching Center.

= Merupakan pusat koordinasi dari semua cell site yang ada +p p y g berfungsi sebagai perangkat penyambung utama.

= Elemen-elemen :

• Switching Unit

• Prosesor :Prosesor :

♣ Database processor

♣ Switch processor

♣ Coordination processor

• Data base unit berisi :

• VLR (Visitor Location Register), penyimpan data-data temporer yang masuk dari MSC lain , dan sifatnya resident

9/18/2013

10 • HLR (Home Location Register), penyimpan data-data tetap dari pelanggan dalam MSC itu sendiri.

(11)

RBS / BTS

A. Pendahuluan

RBS / BTS

= Radio Base Station / Base Transceiver Station

= Merupakan perangkat transceiver yang berhubungan dari / ke pelanggan (Interface / repeater antara MS dan MSC) .

= Elemen-elemen RBS :

• Transceiver

• Control Unit / BSC / Base Station Controller

• Antena

• Data terminal _{it 3} _kt _d ₇

• Data terminal

single antenna

base station site 3 sektor dengan 7

array antena tiap sektornya

How does site location look like ?

housing jalur transmisi

gelombang mikro menuju BSC

9/18/2013 11

(12)

i d ll hi

Mixed Cell Architecture

9/18/2013 12

(13)

Macrocell Microcell dan Picocell serta femtocell

A. Pendahuluan

Macrocell, Microcell, dan Picocell serta femtocell...

Satellite Cell

Macrocell

Microcell

Indoor Picocells Microcell

9/18/2013 13

(14)

B. Frequency Reuse

Definisi Frequency Reuse Definisi Frequency Reuse

Pengulangan atau menggunakan kembali frekuensi yang sama pada area yang berbeda di luar jangkauan interferensinya

Jarak 'bebas' interferensi

F1

Sinyal yang diinginkan = C

F3 F2 F2

titik A

Sinyal interferensi = I

9/18/2013 14

(15)

Parameter Kinerja

B. Frequency Reuse

Parameter Kinerja

Jarak 'bebas' interferensi

→ C/I ( Carrier to Interference Ratio )

F1

Sinyal yang diinginkan = C

F³ F² F2

titik A

Sinyal interferensi = I

• Dari gambar di atas, kondisi kasus terburuk ada pada titik A

• Pada kondisi kasus terburuk tersebut, perbandingan antara daya carrier terhadap daya interferensi ( C/I = Carrier to Interference ) harus tetap lebih besar atau sama dari C/I minimum yang dipersyaratkan oleh sistem seluler yang bersangkutan

9/18/2013 15

yang bersangkutan

(16)

C/I i i t t d i i t l l B. Frequency Reuse

1 ⎡D⎤4

C

→ C/I minimum tergantung dari sistem seluler yang diimplementasikan…

1 ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

= R

D i

I C

O 2

C = 9K

AMPS, C/I = 18 dB 636

63i

R K

D = 3

I = i

0

GSM C/I 12

7 48 , 9 6

6 . 63 9

.

63 ₀ = = =

= i

K

R

GSM, C/I = 12 dB

4 26 , 6 3

. 16₀ 16

≈

=

= i K

D

9 , 9

i₀= Jumlah sel penginterferensi K = Ukuran Kluster

9/18/2013 16

K Ukuran Kluster

(17)

Konsep Kluster

• Kluster adalah sekelompok sel yang masing-masing selnya memiliki 1 set frekuensi yang berbeda dengan sel yang lain .

• Ukuran kluster ( dilambangkan = K, sering juga dilambangkan = NUkuran kluster ( dilambangkan K, sering juga dilambangkan N )) adalah jumlah sel yang terdapat dalam 1 kluster

Contoh :

K = 3 artinya terdapat 3 sel dalam 1 kluster K 3 artinya terdapat 3 sel dalam 1 kluster K = 4 artinya terdapat 4 sel dalam 1 kluster

2 2

freq. reuse pattern / cluster K = 3

2 freq. reuse pattern K = 4

1

2

3

1

2

3

1

2

3

4 2

1

2

3

reuse 1 ₃

4 2

3 4

reuse 1

reuse

9/18/2013

17 reuse

reuse

(18)

Kaidah Penentuan Nomor

Kaidah Penentuan Nomor Sel → Kaidah Parameter Geser

Lalui sejauh i sel dari sel referensi sepanjang rantai heksagonalnya (

a i l a e h b ka d a at el) lal be ta 60^o

garis lurus yang menghubungkan dua pusat sel), lalu berputar 60^o berlawanan dengan arah jarum jam, kemudian lalui sepanjang j sel pada arah tersebut. Pada posisi akhir Æ disitulah letak freq. reuse nya.

Z² i² + j² 2ij 120^o

i,j = 0,1,2,3, ...

sel referensi

Z² = i² + j² - 2ij.cos 120^o Z² = i² + j² + 2.i.j (0,5) Z² = i² + j² + i.j

Z² ≅ K ---- K = ukuran

i=1

j=2 j

z 60⁰

120 0

cluster

K = i² + j² + i.j untuk,

i i = 1 dan j = 1 Æ K = 3 i = 1 dan j = 2 Æ K = 7 i = 0 dan j = 2 Æ K = 4

9/18/2013 18

i = 0 dan j = 2 Æ K = 4 i = 2 dan j = 0 Æ K = 4

(19)

Sistem Koordinat

Sistem Koordinat v

(

^v₂ ⁻^v₁

)

u

(

^u₂ ⁻^u₁

)

^sin³⁰^o

9/18/2013 19

(20)

Berbagai nilai kluster K atau N , yang mungkin terjadi

9/18/2013 20

(21)

( ) ( ) [ ⁽ ^{) (} ⁾ ]

{

² ³⁰^o ² ⁱ ³⁰^o ²

}

¹²

D

( ) ( ) ( )( )

{

2 1 2 1

}

¹²

2 1 2

2 1

2 u v v u u v v

u

D= − + − + − −

( ) ( ) [ ⁽ ^{) (} ⁾ ]

{

2 1 2 1 ^o

}

²

2 o 1

2 u cos30 v v u u sin30

u

D= − + − + −

( ) ( ) ( )( )

{ }

Jika,

(

^u₁^,^v₁

) ( )

⁼ ⁰^,⁰

(

^u ^v

)

⁼ merupakan nilai integer = ( i j )

(

^u₂^,^v₂

)

⁼ merupakan nilai integer = ( i , j )

Maka,

2

2 ij j

i

D= + +

Pada contoh di samping,

65 , 2 1

1 . 2 2

j ij i

D = ² + + ² = ² + + ² =

i= 2 dan j = 1

9/18/2013 21

(22)

C t h # 1 K 3

1

Sel → Kaidah Parameter Geser

Contoh # 1 : K = 3

1 1 1

2 2 3

2

utk i = 1 dan j = 1 Æ K = 3

• i = 1 j = 1

1

2 3

2 3 3• i = 1 , j = 1

• K = 1²+ 1² + 1.1 = 3

• Sumber interferensi

1

2 3

maksimum = 6.

2 3

Kluster

9/18/2013 22

(23)

Contoh # 2 : K = 4

4 j

ij i

K

2 j , 0 i

2 2

=

46 , 3 K

3 Q

4 j

ij i

K ² ²

=

= +

+

=

Kluster

9/18/2013 23

(24)

Contoh # 3 : K = 7 Kaidah Penentuan Nomor

Contoh # 3 : K 7 _Sel→ Kaidah Parameter Geser

7 j

ij i

K

2 j , 1 i

2 2

=

58 , 4 K

3 Q

7 j

ij i

K ² ²

=

= +

+

=

Kluster

9/18/2013 24

(25)

Contoh # 4 : K = 12 _Sel→ Kaidah Parameter Geser

Kluster 2 j , 2 i = =

Kluster

6 K

3 Q

12 j

ij i

K ² ²

=

= +

+

= Q

9/18/2013 25

(26)

Contoh # 5 : K 19

2 j , 3 i = =

55 , 7 K

3 Q

19 j

ij i

K

j ,

2 2

=

= +

+

=

55 , 7 K

3 Q

Kluster

9/18/2013 26

(27)

Kapasitas Kanal Tiap Sel

RF ch kanal jumlah

N = BW^Alokasi

• Jumlah kanal tiap sel dinyatakan oleh rumus berikut :

K N BW

RF ch

=

BW

1 2 3 n 1' 2' 3' n' 1'' 2'' 3'' n''

F3

F2

F1

F²

F¹ F²

F³ F¹

F3

Dapat disimpulkan, jumlah frekuensi carrier dalam satu sel adalah lebih dari

9/18/2013 27

K = 3 F¹

satu buah…

(28)

Konsepsi kluster pada CDMA

Konsepsi kluster pada CDMA…

Dalam pengertian yang sama, yang sudah kita pahami ukuran kluster di Dalam pengertian yang sama, yang sudah kita pahami ukuran kluster di sudah kita pahami…ukuran kluster di jaringan selular CDMA, K_CDMA = 1, artinya frekuensi operasi yang sama diterapkan disemua sel

sudah kita pahami…ukuran kluster di jaringan selular CDMA, K_CDMA = 1, artinya frekuensi operasi yang sama diterapkan disemua sel

diterapkan disemua sel diterapkan disemua sel

Tetapi CDMA memakai konsep Tetapi CDMA memakai konsep clustering untuk perencanaan kode PN, hal ini untuk mencegah

kemungkinan terjadinya aliasing kemungkinan terjadinya aliasing antar kode didalam satu sel. Pada jaringan CDMA, dikenal istilah PN reuse factor

9/18/2013 28

reuse factor

(29)

C. Handoff

Definisi

• Handoff adalah suatu peristiwa perpindahan kanal dari MS tanpa terjadinya pemutusan hubungan dan tanpa melalui campur tangan dari pemakai.

Definisi

• Handoff tidak berbeda dengan handover kecuali bahwa istilah handoff digunakan di Amerika, sedangkan istilah handover digunakan di Eropa.

• Peristiwa hand over (H O) ‘umumnya’ terjadi karena pergerakan MS sehinggaPeristiwa hand over (H.O) umumnya terjadi karena pergerakan MS sehingga keluar dari cakupan sel asal dan masuk cakupan sel baru.

S l #2 S l #3

pergerakan MS

F1 F2

Sel #1 Sel #2 Sel #3

F3

p g

HO HO

9/18/2013

29 F1 ke F2 F2 ke F3

(30)

2 Alasan dasar untuk handoff

C. Handoff

2 Alasan dasar untuk handoff ...

• MS keluar dari cakupan BTS ( alasan klasik ! )

- Level sinyal terima terlalu rendah

• Untuk keseimbangan beban jaringan

- Bit error rate (BER) terlalu tinggi

- Trafik disatu sel terlalu tinggi sehingga beberapa MS

‘di hk ’ k l l i

‘diserahkan’ ke sel yang lain

Catatan : Standar GSM mencatat 40 alasan untuk handover !!

2 Fase handoff ...

1. MONITORING PHASE

- Pengukuran kualitas sinyal dan ‘melihat’ kemungkinan radio link alternatif

2. HANDOVER HANDLING PHASE

g y g

- Inisiasi handoff jika diperlukan

- Penentuan point of attachment (PoA) yang baru

9/18/2013 30 - Inisiasi kemungkinan prosedur re-routing

(31)

Perbedaan konsepsi HO sistem C. Handoff

Perbedaan konsepsi HO sistem seluler generasi pertama dan kedua ...

G i I Si t A l

Generasi II : Sistem Digital TDMA - Keputusan HO dibantu MS ( MAHO -

M bil A i t d H d ff ) Generasi I : Sistem Analog

- Pengukuran kuat sinyal dilakukan oleh BS dan disupervisi oleh

MSC

Mobile Assisted Handoff )

- Tiap MS mengukur sinyal yang

diterima dari BS yang mengelilinginya dan melaporkan ke BS-nya

SC

- BS secara konstan melakukan pengukuran sinyal dari tiap kanal voice

- Handoff diinisiasi jika level terima dari BS tetangga mulai meningkat melebihi level sinyal dari BS-nya sendiri

K t t d i d kt

- Locator receiver mengukur kuat sinyal MS pada sel tetangga

- MSC menentukan terjadi HO atau tidak

- Keputusan atas dasar periode waktu atau derajat level tertentu (margin HO) - MSC menentukan terjadi HO atau

tidak

9/18/2013 31

(32)

C. Handoff

- Sering disebabkan

- Kasus paling umum

- 2 kasus : (1) inter-cell / intra-

- Dikontrol oleh kedua MSC interferensi

narrowband

2 kasus : (1) inter cell / intra BSC, (2) inter-BSC / intra-MSC - BSC melakukan operasi HO,

assign kanal di sel baru dan melepas kanal lama di sel

kedua MSC

9/18/2013 32

melepas kanal lama di sel sebelumnya

(33)

Mekanisme handover ...

C. Handoff

Mekanisme handover ...

9/18/2013 33

(34)

C. Handoff

9/18/2013 34

(35)

C. Handoff

9/18/2013 35

KONSEP DASAR SELULER. (DTG3G3) PRODI D3 TT Yuyun Siti Rohmah,ST.,MT